9 实验 练习使用多用电表 实验目的 1 了解多用电表的构造和原理 掌握多用电表的使用 方法 2 会使用多用电表测电压 电流及电阻 3 会用多用电表探索黑箱中的电学元件 实验原理 1 多用电表的原理 如图为多用电表的原理图 其中 1 2为电流测量端 3 4为电压测量端 5为电阻测量 端 测量时 黑表笔插入 插孔 红表笔插入 插孔 并通过转换开关接入与 待测量电器相应的测量端 2 晶体二极管 1 构造及符号 晶体二极管是由半导体材料制成的 它有两个极 一个叫正极 一个叫负极 它的符号如 图甲所示 2 特性 晶体二极管具有单向导电性 符号上的箭头 表示允许电流通过的方向 当给二极管加正向电压 时 它的电阻很小 电路导通 小灯泡发光 如图乙 所示 当给二极管加反向电压时 它的电阻很大 电路截断 小灯泡不亮 如图丙所示 实验器材 多用电表 电学黑箱 直流电源 开关 导线若干 小灯泡 二极管 定值电阻 大 中 小 三个 实验过程 一 实验步骤 使用多用电表前应先检查其机械零件 若一开始指针 不正对电流的零刻度 应调节多用电表的机械零点调 节旋钮 使指针正对零刻度 1 用多用电表测量小灯泡的电压 1 将功能选择开关旋到直流电压挡 2 根据待测电压的估计值选择量程 如果难以估测待 测电压值 应按照从大到小的顺序 先将选择开关旋 到最大量程上试测 然后根据测量出的数值 重新确 定适当的量程再进行测量 3 测量时 用红 黑测试笔使多用电表跟小灯泡L并 联 注意使电流从 插孔流入多用电表 从 插孔流出多用电表 检查无误后再闭合开关S 如图所 示 2 用多用电表测量通过小灯泡的电流 1 多用电表直流电流挡与电流表原理相同 测量时应 使电表与待测电路串联 2 红表笔插入 插孔 黑表笔插入 插孔 测 量时 使电流从红表笔流入 即红表笔与电源正极相接 的一端 从黑表笔流出 即黑表笔与电 源负极相接的一端 如图所示 3 测电阻 1 机械调零 使用前若指针没有停在左端 0 位置 要用螺丝刀转动调零定位螺丝 使指针指零 2 选挡 估计待测电阻的大小 旋转选择开关 使其 尖端对准欧姆挡的合适挡位 3 欧姆调零 将红 黑表笔短接 调整调零电阻旋钮 使指针指在表盘右端电阻 0 刻度处 4 测量读数 将两表笔分别与待测电阻的两端接触 指针示数乘以量程倍率即为待测电阻阻值 5 测另一电阻时重复 2 3 4 6 实验完毕 应将选择开关置于 OFF 挡或交流电 压最高挡 4 研究二极管的单向导电性 1 测正向电阻 用多用电表的电阻挡 量程拨到 10 的位置上 将红表笔插入 插孔 黑表笔 插入 插孔 然后两表笔短接进行电阻挡调零后 将黑表笔接触二极管的正极 红表笔接触二极管的负 极 稳定后读取示数乘上倍率求出正向电阻R1的阻值 2 测反向电阻 将多用电表的选择开关旋至高倍率的 欧姆挡 例如 1k 变换挡位之后 必须再次把 两表笔短接调零 将黑表笔接触二极管的负极 红表 笔接触二极管的正极 稳定后读取示数乘上倍率求出 反向电阻R2的阻值 5 用多用电表探究黑箱 1 常见元件的特性及测量 元件特性 不分极性 正向 反向电阻大小相等 单向导电性 正向 反向电阻差值很大 直流电路中相当于断路 欧姆表测量时指针先偏转 又回到 刻度 提供电压 用电压表测量 如果在两测量点间电压最大 说明两点间有电源 2 电学黑箱 问题的分析方法与思路 根据对黑箱外部接线柱的测试结果判定黑箱内部元件 的种类和电路的连接方式 除了应熟悉电路的基本规 律外 还必须善于利用电压表和多用电表的欧姆挡进 行测试 并对结果作出正确的分析和判断 判定黑箱 内元件的思路如下 根据以上思路判断出黑箱内有哪些电学元件后 再根 据各接点间的测量数据进行逻辑推理 最后确定出元 件的位置和连接方式 二 数据处理 1 测电阻时 电阻值等于表针的示数与倍率的乘积 指针示数的读数一般读两位有效数字 2 如果所读表盘的最小刻度为1 0 1 0 001等 读 数时应估读到最小刻度的下一位 若表盘的最小刻度 为0 2 0 02 0 5 0 05等 读数时只读到与最小刻 度位数相同即可 实验探究 1 多用电表的选择开关对应的数字含义相同吗 提示 不相同 当选择开关指向电压挡或电流挡时 其对应的数字代表量程 当选择开关指向电阻挡时 其对应的数字代表倍率 2 当用多用电表测电阻时 发现指针偏角太大 那么 我们是更换大倍率还是小倍率 提示 指针偏角太大说明电阻示数太小 应换小倍率 3 使用多用电表时应注意哪些问题 提示 使用多用电表 十二忌 1 忌不调零就使用多用电表 2 忌接错连接方式 测电压需并联 测电流需串联 3 忌接反直流电流方向 直流电流要从正极表笔插孔 流入 从负极表笔插孔流出 4 忌用手接触表笔的金属杆 特别是在测电阻时 更 应注意不要用手接触表笔的金属杆 5 忌用直流挡位测交变电流 6 忌用多用电表测不是50Hz的交变电流 普通多用电 表的交变电流挡位是按照50Hz设计的 不能准确测量 其他频率的交变电流 7 忌不进行欧姆调零就用多用电表测电阻值 8 忌改换欧姆挡挡位后不重新调零 9 忌把电池装反 10 忌把电阻同其他电路连在一起进行测量 11 忌把电池装在多用电表内长期不用 12 忌在多用电表不用时将选择开关置于欧姆挡 4 如何判断二极管的好坏 提示 用多用电表的欧姆挡测量其正 反向电阻 1 当R1与R2相差很大时 说明二极管质量较好 2 当R1与R2相差较小时 说明二极管质量不好 3 当R1与R2均较小 可能二极管短路 4 当R1与R2均较大 可能二极管断路 5 怎样分析电路故障 提示 电路故障一般都含有两方面内容 一是故障的 性质 即短路还是断路 二是故障的位置 即故障发 生在哪个元件上 所以一个电路中的故障 要从这两 个方面分析 只有确定了电路故障的性质和故障发生 的位置 才能完整地确定出电路的故障 1 根据串 并联电路的特点判断 电路故障的判断问题可以考察对电路的组成 结构 特点等知识的理解程度 因此 把握电路的结构 特 点是解决这类问题的前提 2 用多用电表的电压挡判断电路故障的方法 电压表有示数的原因 电压表两接线柱间含电源部分的电路为通路 同时与 电压表并联的部分电路没有短路现象发生时 电压表 有示数 电压表无示数的原因 a 电压表两接线柱间含电源部分的电路为断 开 路 b 电压表两接线柱间含电源部分虽然为通路 但与电 压表并联的部分电路出现了短路现象 电压表示数等于电源电动势的原因 电压表的两接线柱与电源间的部分是通路 与电压表 两接线柱并联部分的电路出现断路 类型1 多用电表的读数 典例1 如图所示为多用电表的刻度盘 若选用倍率 为 100 的电阻挡测电阻时 表针指示如图所示 则 1 所测电阻的阻值为 如果要用此多用电表 测量一个阻值约为2 0 104 的电阻 为了使测量结 果比较精确 应选用的欧姆挡位是 选填 10 100 或 1k 2 用此多用电表进行测量 当选用量程为50mA的电流 挡测量电流时 表针指于图示位置 则所测电流为 mA 当选用量程为250mA的电流挡测量电流时 表针指于图示位置 则所测电流为 mA 3 当选用量程为10V的电压挡测量电压时 表针也指 于图示位置 则所测电压为 V 解析 1 欧姆表读数 对应最上一行刻度值为15 倍率为 100 读数为1 5 103 测2 0 104 电阻时应选 1k 的欧姆挡 2 选50mA直流电流挡 则每一大格表示10mA 每一小 格表示1mA 测量的精确度为1mA 应估读到0 1mA 此 时为1 10估读 指针对应的读数为30 8mA 选择量程 为250mA的电流挡 则每一大格表示50mA 每一小格表 示5mA 测量的精确度为5mA 应估读到1mA 此时为1 5 估读 指针对应的读数为154mA 3 选择10V电压挡 则每一大格表示2V 每一小格表 示0 2V 测量的精确度为0 2V 应估读到0 1V 此时应 为1 2估读 指针对应的读数为6 0V 答案 1 1 5 103 1k 2 30 8 30 7 30 9都正确 154 3 6 0 类型2 用多用电表测电阻 典例2 1 用多用电表的电阻挡测量阻值约几十千 欧的电阻Rx 以下给出的是可能的实验操作步骤 其 中S为选择开关 P为电阻挡调零旋钮 把你认为正确 步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上 a 将两表笔短接 调节P使指针对准刻度盘上电阻挡的 0刻度 断开两表笔 b 将两表笔分别连接到被测电阻的两端 读出Rx的阻 值后 断开两表笔 c 旋转S使其尖端对准电阻挡 1k d 旋转S使其尖端对准电阻挡 100 e 旋转S使其尖端对准交流500V挡 并拔出两表笔合理 顺序为 根据如图所示指针位置 此被测电阻的阻值约为 2 多选 下述关于用多用电表电阻挡测电阻的说法中 正确的是 A 测量电阻时 如果指针偏转过大 应将选择开关S拨 至倍率较小的挡位 重新调零后测量 B 测量电阻时 如果红 黑表笔分别插在负 正插孔 则会影响测量结果 C 测量电路中的某个电阻 应该把该电阻与电路断开 D 测量阻值不同的电阻时 都必须重新调零 解析 1 使用欧姆表的步骤是选挡 电阻挡调零 测量读数 将选择开关拨至交流电压的最高挡或OFF挡 根据被测电阻的阻值知 应选 1k挡 根据欧姆表 的读数的规则知读数为30 1k 30k 2 测量电阻时 若指针偏转过大 说明被测电阻较小 应选用倍率较小的挡位 A项正确 测量时按规定红 黑表笔分别插正 负插孔 但表笔只是两个测量的 引线 本身并没有正负 故调换不会影响测量结果 B 项错误 根据欧姆表的使用规则 C项正确 使用电阻 挡时 换挡后应重新调零 若测量不同电阻 不用换 挡则不需要重新调零 D项错误 答案 1 cabe 30k 或30000 2 A C 类型3 用多用电表检查电路故障 典例3 如图所示是某同学连接的实验实物图 合上 开关后 发现A B灯都不亮 他采用下列两种方法检 查故障 1 用多用电表的直流电压挡进行检查 那么选择开关应置于下列量程的 挡 用字母 序号表示 A 2 5V B 10V C 50V D 250V 在测试a b间直流电压时 红表笔应接触 选 填 a 或 b 该同学测试结果如下所示 根据测试结果 可以判 定故障是 假设只有下列中的某一项故障 A 灯A断路B 灯B短路 C c d段断路D d f段断路 测试点a bc bc dd f 电压表示数有示数有示数无示数有示数 2 用欧姆挡检查 测试前 应将开关S 选填 断开 或 闭合 测量结果如下表所示 由此可以断定故障是 A 灯A断路B 灯B断路 C 灯A B都断路D d e间导线断路 测量点c dd ee f 表针 偏转情况 解析 1 总电动势为6V 故选10V量程即可 红表笔接高电势 即a端 综合判断 用电器两端 有电压为断路 无电压为短路或完好 电源两端无电 压为损坏 有电压为完好 故选D 2 测电阻前应断开开关 断开电源 c d间有阻值 说明灯A完好 d e间无电流 电阻 说明d e间 断路 e f间有阻值 说名明B灯完好 选D 答案 1 B a D 2 断开 D 类型 用多用电表判断电学黑箱问题 典例 黑箱子 表面有a b c三个连接柱 箱内 总共有两个电学元件 每两个接线柱之间只可连接一 个元件 为了探明箱内元件的种类及连接方式 某位 同学用多用电表进行了如下探测 第一步 用电压挡对任意两接线柱正 反向测量 指 针均不发生偏转 第二步 用电阻 100 挡对任意两接线柱正 反向 测量 指针偏转情况如图甲所示 1 第一步测量结果表明箱内 2 图乙给出了图甲 中欧姆表指针所处的位置 其对 应的电阻是 图丙给出了图甲 和 中欧 姆表指针所处的位置 其对应的阻值是 3 请在图丁的接线柱间用电路符号画出黑箱内的元件 及连接情况 4 一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图戊所示 如 果把图戊中e f两端用导线直接相连 小灯泡可正常 发光 欲将e f两端分别与黑箱子上的两个连接柱相 连后小灯泡仍可正常发光 那么